26 призов за подписку — участвуйте в розыгрыше Onlíner и Xistore

Осьминоги со сложными механизмами мимикрии

Речь в первую очередь про Thaumoctopus mimicus — особый вид осьминогов из семейства Octopodidae. Они, судя по исследованиям, «способны имитировать как внешний вид, так и поведение других организмов при угрозах со стороны хищников».

В статье на сайте National Geographic эти животные описываются подробнее. Так, этот вид, обитающий в Индо-Тихоокеанской области (самая обширная зоогеографическая область Мирового океана), может мимикрировать под представителей сразу нескольких отличных от него видов, достаточно быстро «переключаясь» между ними. Это редкость даже среди организмов, также умеющих «подстраиваться» под окружающую среду.

Среди животных, облик которых может пытаться принять Thaumoctopus mimicus, называют медуз, морских змей, креветок, крабов и других. Например, при подражании морским змеям осьминог прячется в норках, высовывает лишь двое щупалец, причем с черными полосами, и машет ими в противоположных направлениях, имитируя движения змей. Известно также, что осьминоги прибегают к подобной мимикрии лишь в случаях, когда находятся рядом с организмами, на которых охотятся сами морские змеи.

Как именно они изменяются? Вероятно, процесс основан на работе хроматофоров — пигментных клеток, которые изменяют цвет кожи. Эти клетки управляются нервной системой, что позволяет осьминогам мгновенно адаптироваться к окружающей среде. Помимо изменения окраски, осьминоги способны контролировать микроскопические мышцы в коже, создавая текстуры, имитирующие камни, кораллы или песок.

Аксолотли и регенерация

Начнем с определения. Аксолотль (Ambystoma mexicanum) — это амфибия, способная к размножению в форме личинки. Но нам они интересны, в первую очередь, благодаря способностям к регенерации. Причем различных органов.

В журнале Science описывается, например, как при помощи молекулярных механизмов аксолотли могут «воссоздать» наиболее сложный орган — мозг (по крайней мере, его часть). Чтобы разузнать больше, исследователи работали с так называемым конечным мозгом (или теленцефалоне) животного. У людей к этому отделу относятся большие полушария — именно они отвечают за сложные поведенческие и когнитивные функции.

Если коротко, то ученые в течение 12 недель наблюдали за процессом регенерации части мозга аксолотля (после его же искусственного удаления), попутно отмечая появление новых популяций клеток по характерным паттернам экспрессии генов. И действительно: эти животные смогли успешно, в полной мере восстановить ткани поврежденного, и в том числе частично утраченного, органа.

Во время первой стадии регенерации часть клеток инициирует заживление раны, на второй стадии клетки начинают дифференцироваться в нейробласты. Третья, заключающая, стадия знаменуется тем, что эти нейробласты преобразуются в специализированные клетки, в точности соответствующие исходным нейронам.

«Воссоздание» конечностей, спинного мозга, а также частей сердца для них также не проблема. В отличие от большинства других животных, аксолотли регенерируют ткани без образования рубцов.

«Бессмертные» медузы

Речь о медузе вида Turritopsis dohrnii. Почему ее называют «бессмертной»? От старости, кажется, они почти не умирают. Почему? Медузы способны возвращаться из взрослой стадии в стадию полипа благодаря механизму трансдифференцировки, при котором зрелые клетки изменяют свою функцию и становятся менее специализированными.

Проще говоря, жизненный цикл у медуз, как правило, включает три стадии: полип — медуза — личинка. У T. dohrnii цикл аналогичный, но с уникальной особенностью: после размножения медуза способна оказаться полипом и затем снова медузой. Причем делать так неограниченное количество раз (ученые сомневаются в этом, но иной информации пока нет). Отсюда и разговор о «биологическом бессмертии».

Все дело в генах, которые участвуют в репликации и репарации ДНК. Кроме того, эти гены ответственны за поддержание теломер (защитных структур на концах хромосом, укорачивание которых с возрастом и связывают с процессом старения).

Голотурии, изменяющие свойства тканей

Голотурии — морские огурцы (Holothuroidea) — отличаются уникальной способностью изменять жесткость своей соединительной ткани благодаря специальным белкам, регулирующим взаимодействие между коллагеновыми волокнами. Этот процесс позволяет «огурцам» при необходимости становиться твердыми или, наоборот, разжижать тело, адаптируясь к окружающей среде.

Если немного углубиться, то выяснится: подобное свойство обеспечивается за счет механизма изменчивой коллагеновой ткани. Напомним: коллаген — самый распространенный белок, в том числе у млекопитающих. Он, например, образует волосы и шерсть, копыта и перья. Более крупные структурные единицы, созданные с участием коллагена, включают также другие белки и гликопротеины. Подобным образом ткани получаются более эластичными (как в коже) или же твердыми (как в суставах).

Но изменять свойства тканей «на ходу», похоже, могут только морские огурцы (из тех организмов, о которых мы знаем сегодня). Причем в достаточно значительном диапазоне — до 50 раз. Эти изменения запускаются по команде нервной системы.

«С помощью рентгеноструктурного анализа ученые изучили молекулярную структуру ткани при переходе из одного состояния в другое. Было установлено, что структура коллагеновых фибрилл остается неизменной. Этот процесс обусловлен быстрым присоединением или отсоединением „сопутствующих“ белков и гликопротеинов, которые связывают фибриллы в более крупные структуры», — заверяют исследователи.

Ящерицы и аутотомия

Аутотомия — способность животного отбрасывать какую-либо часть своего тела при появлении угрозы. В случае с ящерицами чаще всего речь идет о хвостах. Причем некоторые из животных — скажем, часть гекконов — используют подобный механизм, даже если на их хвост физически никто не воздействовал (проще говоря, не наступал).

Зачем? Отбросив хвост, они могут отвлечь внимание врага и успеть сбежать. Второй вариант — если за хвост, например, укусил некто ядовитый. Сброс, очевидно, поможет не распространять яд дальше по организму. Но известны случаи, когда сбрасывание хвостов может выступать определенным социальным индикатором. Так, гекконы Rhacodactylus в борьбе за самку могут оторвать хвост сопернику, понизив статус последнего.

Разрыв идет в определенной зоне позвонков, где специальные ткани позволяют быстро «отключить» хвост, минимизируя потерю крови. Новый хвост регенерирует в течение нескольких недель (в зависимости от возраста животного), но его структура отличается от исходной: вместо костной ткани формируется хрящевой аналог, который выполняет те же функции, но имеет иную анатомию.

Способность ящериц к регенерации объясняется активностью клеток в районе разрыва. Исследования показывают, что особую роль в этом процессе играет группа стволовых клеток, способных активироваться после травмы. 

Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро

Перепечатка текста и фотографий Onlíner без разрешения редакции запрещена. ga@onliner.by